纳米微粒表面修饰的研究进展

本文综述了近年来纳米微粒表面修饰的研究进展情况 ,并对纳米微粒表面改性的各种方法及其特点、修饰机理进行了归纳和分析。     

液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展

介绍了纳米陶瓷微粒的液相沉积表面包覆改性方法,包括沉淀法、非均匀形核法、超声化学法、溶胶-凝胶法、非均相凝聚法、化学镀法,指出了这些改性方法的优缺点及关键工艺条件,并综述了液相沉积法表面包覆改性的机理.     

纳米金属微粒表征量的基本关系

在假定纳米微粒近似成球形的前提下，推导出了粒径，微粒原子数，表面原子百分数及比表面积之间的相互关系式，这些关系式对实验将会有一些指导作用。     

超音速微粒轰击金属表面纳米化新技术

对金属材料表面纳米化作了扼要阐述，着重介绍一种适合于大面积与复杂形状金属构件自身表面纳米化的新技术－超音速微粒轰击技术，并介绍了金属在超音速微粒轰击下晶粒纳米化的原理和装置结构以及应用前景。     

纳米微粒对乙二醇溶液过冷度的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了羟基磷灰石(HA)纳米微粒作为成核物质对乙二醇溶液过冷度的影响,实验得到了不同粒径和不同质量浓度的HA纳米微粒加入不同浓度乙二醇溶液的成核温度与熔融温度.结果表明当溶液的质量浓度在0-20%的范围内,加入纳米微粒后溶液成核温度变化不明显,但是当溶液浓度高于20%时,加入纳米微粒能显著的提高溶液的成核温度,降低溶液的过冷度.实验结果同时表明,加入纳米微粒的粒径越大、质量浓度越高,溶液过冷度的降低的越显著.     

纳米陶瓷微粒表面改性研究进展

介绍了纳米陶瓷微粒表面改性的常用方法,包括表面活性剂改性法、包覆改性法、酯化反应法、偶联剂法、表面接枝改性法等,以及这些改性方法的适用范围和改性工艺,指出了纳米陶瓷微粒表面改性的意义和应用前景.     

金属纳米微粒热力学性能的尺寸效应和形状效应研究

(1)提出了一个无量纲的参数——“形状因子”来描述纳米微粒的形状差异对于其性能的影响,给出了形状因子明确的定义、计算方法;推导出了纳米微粒尺寸、形状因子、微粒总原子数、表面原子数以及比表面积等基本表征量之间的定量关系式。(2)提出了一个新的纳米微粒晶体模型,即纳米微粒可以看作是从块体晶体中取出的一个纳米尺度的粒子,按能量最低原理自发达到热力学平衡而形成。基于这个模型,推导出了纳米微粒晶格参数的计算公式,该公式对于纳米微粒晶格参数的计算结果和相应的实验值很符合。(3)从结合能的基本概念出发,提出了固体的结合能在数值上等于组成固体的所有原子在自由态时的表面能减去固体表面能的表述,进一步建立了描述纳米微粒结合能的表面能模型。通过考虑固体表面原子有大量的悬空键,而且表面原子有弛豫这一实验事实,建立了纳米微粒结合能的键模型。同时,还证明了液滴模型是表面能模型的一个特例。(4)推导出了预测自由表面纳米微粒熔解温度的计算公式;通过考虑镶嵌在高熔点基体中并与基体形成共格界面的纳米微粒的表面原子成键情况,推导出了预测非自由表面纳米微粒熔解温度的计算公式,并以此解释了纳米微粒的过热现象。(5)推导出了纳米微粒的熔解温度、熔解焓、空位形成能及空位浓度的计算公式;计算了二元纳米微粒系统的相图,结果表明,纳米微粒的相图与块体材料的相图不同;进一步将本理论推广至纳米线和纳米薄膜,并证明了相同尺寸的球形纳米微粒、纳米线和纳米薄膜的结合能(熔解温度、空位形成能或一级近似下的熔解熵)变化量之比为3：2：1。     

超音速微粒轰击诱导表面纳米化对TC11钛合金组织和力学性能的影响

采用超音速微粒轰击(SFPB)表面纳米化技术,在TC11钛合金表层构筑了一定层深的梯度纳米结构,研究了SFPB气体压力对TC11钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在低气体压力(0.5 MPa)下,形成了25 μm厚的严重塑性变形层,表层晶粒细化至纳米量级(17.7 nm)。随着气体压力的增大,表层纳米晶尺寸降低,严重塑性变形(SPD)层增大,在高气体压力(1.5 MPa)下,表层纳米晶尺寸和严重塑性变形层深度分别为9.4 nm和51 μm。随着SFPB气体压力的增大,表层显微硬度及硬化层深度逐渐增加,屈服强度、抗拉强度显著增加,而伸长率变化不大,断口形貌从典型的韧性断裂向韧-脆性混合断裂转变。     

二氧化硅纳米微粒对达克罗涂层性能的影响

将纳米SiO2微粒加入到达克罗涂层中制备出了复合涂层,利用SEM、EDS、XRD等分析方法对添加纳米微粒前后的涂层做了显微表征和分析.结果表明,复合涂层的硬度、抗划伤性、摩擦性能和耐腐蚀性都有不同程度的提高,且涂层保留了本身的优点,外观、耐水性、附着强度等都未受影响;从不同角度探讨了纳米微粒提高涂层性能的方法和原因.     

ZnO纳米粉对压敏陶瓷材料显微结构和电学特性的影响

用ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备掺杂的ＺｎＯ纳米粉体，分析讨论了这种粉体对材料显微结构，材料电学特性如非线性系数，压敏电压和介电特性的影响，与传统方法制成的粉体相比，ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制成的纳米粉人有掺杂均匀，晶粒尺寸分布均匀，其电学特性得到较大提高。     

二维超声振动磨削陶瓷的表面质量试验研究

采用金刚石砂轮对陶瓷材料进行了不同参数下的普通磨削和二维超声振动磨削试验,对获得的不同表面质量特征及不同的加工参数对表面质量的影响进行了分析。实验结果表明,在同样的加工条件下,超声振动磨削表面的沟槽浅而宽,在超声振动下砂轮不易堵塞,利于使用细砂轮磨削,因此超声振动磨削可以提高陶瓷材料的表面质量。     

聚氨酯改性有机硅含氟涂层表面能的研究

研究聚氨酯改性有机硅涂层表面与液体的润滑性能,探讨了表面结构对表面能的影响。发现基料与填料复合制成的涂层,表面粗糙会极大地影响涂层的表面能各分量,基料和填料复相构成的表面,使表面能各分量不再是一个简单的加和。     

热退火对银/铬薄膜界面结构的影响

利用卢瑟福背散射分析和X射线衍射技术，研究了热退火对采用气相沉积方法在AlN基体上制备的Cr／Ag薄膜的界面结构的影响，样品的退火温度范围为200～650℃。实验结果表明：当退火温度达到350℃时，Cr／Ag界面开始互扩散；当退火温度超过550℃，大量铬原子通过银层向试样表面扩散。     

铁氧磁流体的微波水热合成、表面修饰和磁性高分子微球的制备

讨论了微波辐射下Fe^3 ／Fe^2 的水解过程。通过微波辐照引起的快速成核，微波可以将铁磁粒子的直径从143nm～248nm减少到114nm～219nm。微波能均匀升高体系温度，加速铁盐的水解，有利于形成小粒径均分散的铁磁粒子。用酒石酸二丙烯酸酯改变铁磁粒子的表面性质，在有机相和无机相之间建立连接，使无乳化剂乳液聚合和分散聚合制备磁性高分子微球可以顺利完成。     

丙烯醇等离子体聚合物与PTFE复合薄膜的表面性能研究

利用等离子体聚合制备了一种亲水疏水复合膜，复合膜具有特别高的表面能０．０４８～０．０６０Ｎ／ｍ，并且表面性能稳定。测试及计算结果表明，复合膜表面能受制各条件影响，而其中极性和非极性分量随等离子体聚合时间具有完全相反的变化规律。耐久性实验表明，高交联度的复合膜具有高的表面稳定性。     

柔性联轴器刚度非线性对扭转振动的影响

柔性联轴器在旋转机械系统中,不但起传递转矩的作用,而且还有减小扭转冲击的作用。柔性联轴器的刚度、阻尼特性直接影响着旋转系统的固有特性和扭转减振的效果。因此以具有非线性刚度的柔性联轴器接结的两转子系统为研究对象,通过对其在冲击力矩作用下,旋转系统非线性运动方程的建立、求解,得到了转子扭转振动响应的解析解。经过对转子角加速度随非线性刚度、阻尼、转动惯量变化规律的仿真计算,发现,在相同初始条件下, 冲击角加速度随柔性连接器硬非线性刚度的增大而增大,随柔性连接器软非线性刚度的增大而减小,随转子转动惯量和柔性联轴器阻尼的增大而减小。另外,非线性刚度使旋转系统的固有频率发生变化。     

多自由度结构受迫振动中的能量共振

从结构的能量平衡方程出发，对多自由度结构受迫振动中的能量响应特性和能量共振进行了分析。以一柱状结构为例，当简谐激励荷载的频率与结构系统自振频率很接近时，结构的能量响应会出现非常大的突变，即能量共振；针对不同方向的激励荷载，由于结构的振型特征，其能量共振频率对应不同阶的自振频率。     

一类强非线性振动系统的改进能量解析法

能量法是求解强非线性系统常用的一种近似解析方法,由于忽略了激励力和阻尼力所做的瞬时功的影响,计算上比较方便.但是当扰力水平较高时,能量解法往往会产生较大误差.揭示了能量法产生误差的原因,并对传统的能量法进行了修正,提出了一种新的解析法-改进能量法.以动力基础为研究对象,用改进能量法给出了此类强非线性非自治系统的解析解,并用Runge-Kutta法对该系统进行了数值计算.分析表明,改进能量法比传统的能量法有了很大的改进,即便是在扰力水平较高的亚谐振动条件下,仍然能够给出较为准确的解.     

柔性联轴器非线性阻尼对扭转减振的影响

柔性联轴器在旋转机械系统中，不但起传递转矩的作用，而且还有减小扭转冲击的作用。柔性联轴器的阻尼特性直接影响着旋转系统的固有特性和扭转减振的效果。以具有非线性阻尼的柔性联轴器联结的两转子系统为研究对象，通过对其在冲击力矩作用下，旋转系统非线性运动方程的建立、求解，得到了转子扭转振动响应的解析解。经过对转子角位移随非线性阻尼变化规律的仿真计算，结果表明，在相同初始条件下，扭转振动的角位移随正非线性阻尼的增大而减小，随负非线性阻尼的增大而增大，说明正非线性阻尼有利于扭转角位移的减小。